USB TYPE-C DOCKING技術(shù)將加速PC時(shí)代的終結(jié)
LDR6023帶來(lái)業(yè)界最小DOCKING設(shè)計(jì)
2015的下半年，越來(lái)越多品牌TYPE-C手機(jī)、平板、NotEBook的發(fā)布，新ipad采用與Macbook完全相同的充電檔位（5v 2.4a和14.5V 2A），Iphone7傳聞將支持USB PD(雖然接口仍然是lighting)，已經(jīng)不再有人懷疑TYPE-C時(shí)代的快速來(lái)臨。現(xiàn)在關(guān)心的問(wèn)題是，這種變化將會(huì)對(duì)PC-平板-手機(jī)，或者說(shuō)個(gè)人終端市場(chǎng)帶來(lái)怎樣的影響。在此，我們先看看Apple在2015年初隨macbook一同推出的一款配件—TYPE-C DOCKING。
圖1 APPLE官方TYPE-C DOCKING
在TYPE-C接口出現(xiàn)以前，這類產(chǎn)品，通常被叫做HUB，而DOCKING與hub的不同，主要體現(xiàn)在，hub是用作信息分發(fā)，DOCKING則是一個(gè)補(bǔ)給站，除了分發(fā)USB、音視頻信息，還能夠帶來(lái)電能補(bǔ)充、網(wǎng)絡(luò)接入等，此外，TYPE-C獨(dú)有的ALT MODE還能夠通過(guò)自定義引腳電氣特性帶來(lái)更多的可能。我們可以想象一下DOCKING與手機(jī)結(jié)合之后所產(chǎn)生的后果。手機(jī)通過(guò)TYPE-C DOCKING接上充電器、HDMI顯示器、無(wú)線鍵鼠之后與PC無(wú)異。WIN10以及類似的跨平臺(tái)操作系統(tǒng)，為用戶帶來(lái)手機(jī)、PAD與PC應(yīng)用的無(wú)縫銜接。當(dāng)然，更長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，無(wú)線HDMI/USB數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及無(wú)線充電技術(shù)的普及將會(huì)取代TYPE-C接口，讓有線接口的時(shí)代徹底終結(jié)。
下面讓我們來(lái)看看TYPE-C DOCKING技術(shù)實(shí)現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)，以更好的理解整個(gè)過(guò)程(以LDR6023 USB PD控制芯片的控制策略為例)。
情況一，只有一個(gè)DOCKING配件插入電腦，沒(méi)有電源及HDMI顯示終端插入。這種情況最為簡(jiǎn)單，配件將與傳統(tǒng)的HUB完全一致，從主機(jī)獲取電源和USB數(shù)據(jù)。此時(shí)，我們插入一個(gè)TYPE-C接口的電源到DOCKING。 DOCKING的主控芯片LDR6023在檢測(cè)到正確的外接電源之后，需要把供電角色切換過(guò)來(lái)，通過(guò)USB PD通信協(xié)議向主機(jī)發(fā)送Power role Swap命令，把自己變?yōu)殡娫?SRC)，而主機(jī)變?yōu)樨?fù)載(SNK)。切換成功之后，LDR6023會(huì)在適配器和電腦之間，來(lái)一個(gè)PD信息透?jìng)鳎窗堰m配器的Source_cap(電源功能能力，通常為電源適配器支持的若干級(jí)電壓和電流信息)廣播信息傳遞給主機(jī)。主機(jī)接收到這個(gè)信息后，從中選擇一檔適合自己的電壓，并發(fā)送Request數(shù)據(jù)包。DOCKING收到數(shù)據(jù)包后，傳遞給電源。電源收到后，調(diào)整自己的輸出電壓至主機(jī)請(qǐng)求的值。這樣就完成了DOCKING在電源傳輸方面對(duì)電源和主機(jī)之間的透?jìng)鳌?/P>
圖2 MACBOOK與DOCKING的供電協(xié)商過(guò)程(由LDR-PD01抓取)
情況二，TYPE-C電源先插上DOCKING，然后DOCKing插入到主機(jī)，這種情況下，DOCKING一插進(jìn)來(lái)已經(jīng)是SRC，即供電端。但是，這種情況下，USB數(shù)據(jù)分發(fā)功能將無(wú)效(因?yàn)镾RC默認(rèn)為DFP即HOST角色，導(dǎo)致了主機(jī)不認(rèn)為DOCKING是一個(gè)UFP即Device)，為了讓主機(jī)把數(shù)據(jù)傳輸過(guò)來(lái)，DOCKING需要通過(guò)USB PD命令向主機(jī)發(fā)出Data Role Swap請(qǐng)求。主機(jī)接收到這個(gè)請(qǐng)求之后，會(huì)切換自己的數(shù)據(jù)角色，轉(zhuǎn)為DFP即HOST，則從主機(jī)到DOCKING的數(shù)據(jù)通路就被打通了。
情況三，在外接電源和主機(jī)，并正常工作的情況下，電源突然被拔出。這種情況是非常糟糕的，因?yàn)橐坏┑綦娭?，DOCKING就需要在有限的時(shí)間之內(nèi)，快速的通過(guò)POWER ROLE SWAP命令向主機(jī)申請(qǐng)電源供應(yīng)，重新回到情況一的狀態(tài)。
在以上三種情況中，只要HDMI接口有顯示終端接入，都將會(huì)觸發(fā)DOCKING向主機(jī)申請(qǐng)VDM通信，并進(jìn)入ALT MODE，在這種模式下，USB TYPE-C接口的6根pin，將會(huì)被定義為DP數(shù)據(jù)及控制信號(hào)傳輸通路(注意，并不影響另外6根線進(jìn)行USB 3.0和USB2.0的數(shù)據(jù)輸)。
圖3 蘋果官方DOCKING與MACBOOK之間的ALT MODE協(xié)商(由LDR-PD01抓取)
從以上過(guò)程我們可以看出DOCKING是一種非常貼心的外設(shè)，能夠讓消費(fèi)者體驗(yàn)多種使用模式切換的無(wú)縫銜接，未來(lái)將會(huì)衍生很多應(yīng)用場(chǎng)景。PAD，NOTEBOOK都可能會(huì)退化成手機(jī)的DOCKING，即，可以通過(guò)TYPE-C接口，或者無(wú)線接口成為手機(jī)的顯示終端、輸入工具以及充電補(bǔ)給站。當(dāng)然作為手機(jī)配件來(lái)說(shuō)，蘋果的這款DOCKING顯得太過(guò)臃腫，我們可以通過(guò)一些技術(shù)，設(shè)計(jì)一些非常小巧的DOCKING，例如下圖：
圖4 業(yè)界最小的DOCKING適用于手機(jī)可以按此板開(kāi)模
這款樂(lè)得瑞科技利用LDR6023設(shè)計(jì)出來(lái)的全球最小體積的USB TYPE-C DOCKING，就代表了TYPE-C手機(jī)時(shí)代的DOCKING潮流。
